¿Cuáles son las diferencias tecnológicas entre las misiones OSIRIS-REx y Hayabusa?

Hasta ahora se han lanzado dos naves espaciales para una misión de retorno de muestras de asteroides. La primera Hayabusa es una misión completa y ahora OSIRIS-REx es una misión en curso. Hayabusa se lanzó en 2003, muchos años antes que OSIRIS-REx. La tecnología ahora es mucho más mejor. ¿Cuáles son las mejoras en las capacidades de la actual misión de retorno de muestras de asteroides? ¿Cuáles son las diferencias tecnológicas?

Nave espacial Hayabusa, JAXA Nave espacial Hayabusa, JAXA.

Nave espacial OSIRIS-REx, NASA Nave espacial OSIRIS-REx, NASA.

La pregunta es fácil de hacer, pero amplia. ¿Qué no puede encontrar en fuentes externas con las que desea ayuda adicional? Tenga en cuenta que jvriesem tomó la información en su respuesta principalmente de Wikipedia. Podrías haberlo encontrado fácilmente.
Las naves espaciales y las misiones de @JanDoggen podrían ser similares, pero las técnicas utilizadas en estas misiones, la tecnología y los instrumentos de ingeniería utilizados pueden ser diferentes. Por ejemplo, dos naves espaciales podrían usar ambas energías de propulsión de iones, pero qué motores se usan, cuánta potencia o durante cuánto tiempo podrían dar empuje, etc. No solo la parte propulsora sino también para otros instrumentos, partes de ingeniería que se usarán para diferentes propósitos, qué nueva tecnología usan, cómo se construyen.
@JanDoggen O para instrumentos con el mismo propósito qué mejoras se realizan. He escrito en mi comentario en jvriesem answer, que estoy interesado en la parte tecnológica. Una comparación no solo de lo que harán, sino de qué instrumentos utilizarán con qué mejora o ventaja. Dado que por el momento esta es la información que se pudo encontrar, incluso si he leído esa información antes, debería aceptar esa respuesta, porque esto es todo lo que podemos obtener por ahora. Si puede responder a mi pregunta incluyendo detalles, su respuesta será aceptada como la respuesta correcta :).
Voto para reabrir porque 1) la excelente respuesta demuestra que la pregunta no era demasiado amplia ni demasiado desenfocada para ser respondida aquí, y 2) no hay razón para negar a los futuros lectores la oportunidad de publicar respuestas adicionales para complementarla.

Respuestas (1)

Aquí hay una comparación rápida de las dos misiones. Diferencias a seguir.

OSIRIS-REx

  • Nombre: Orígenes, Interpretación espectral, Identificación de recursos, Seguridad, Regolith Explorer
  • Institución(es) principal(es): NASA (EE. UU.), Universidad de Arizona
  • Investigador Principal (PI): Dante Lauretta (Universidad de Arizona)
  • Objetivo: 101955 Bennu
  • Fecha de lanzamiento: 8 de septiembre de 2016
  • Fecha de regreso: 24 de septiembre de 2024 (anticipado)
  • Masa de la muestra: 60 gramos - 2 kg (previsto)
  • Objetivos de la ciencia:
    • Devuelva y analice una muestra de regolito de asteroide carbonoso prístino en una cantidad suficiente para estudiar la naturaleza, la historia y la distribución de sus minerales constituyentes y material orgánico.
    • Mapee las propiedades globales, la química y la mineralogía de un asteroide carbonoso primitivo para caracterizar su historia geológica y dinámica y proporcionar contexto para las muestras devueltas.
    • Documente la textura, la morfología, la geoquímica y las propiedades espectrales del regolito en el sitio de muestreo in situ a escalas de milímetros.
    • Mida el efecto Yarkovsky (una fuerza térmica sobre el objeto) en un asteroide potencialmente peligroso y restrinja las propiedades del asteroide que contribuyen a este efecto.
    • Caracterizar las propiedades globales integradas de un asteroide carbonoso primitivo para permitir una comparación directa con datos telescópicos terrestres de toda la población de asteroides.

hayabusa

  • Nombre: はやぶさ (literalmente, "Halcón peregrino") ( fuente )
  • Institución(es) líder(es): JAXA (Japón)
  • Investigador Principal (PI): Junichiro Kawaguchi (Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas)
  • Objetivo: 25143 Itokawa
  • Fecha de lanzamiento: 9 de mayo de 2003
  • Fecha de muestreo: noviembre de 2005
  • Fecha de devolución: 13 de junio de 2010 (recuperado el 14 de junio de 2010)
  • Masa de la muestra: < 1 gramo
  • Objetivos científicos: (mi breve resumen de la información de esta página )
    • Determine y mapee la morfología de la superficie, la composición, etc., de muchas maneras .
    • Búsqueda de posibles satélites de asteroides y anillos de polvo
    • Revelar la historia de los impactos de otros asteroides y fragmentos de cometas
    • Proporcione determinaciones precisas de forma y masa
    • Establecer relación entre 25143 Itokawa y los tipos de meteoritos (composición, tipo, historia, etc.)

diferencias

Además de la administración de cada proyecto (EE. UU. vs. Japón) y la propia nave espacial, las dos misiones son bastante similares. Sin embargo, hay algunas diferencias notables y, por el bien del OP, me centraré en ellas.

Debido a algunas fallas, la mayor parte de la nave espacial se quemó al volver a entrar. La misión Hayabusa devolvió menos de un gramo de material. Según Dante Lauretta (PI de OSIRIS-REx ) en esta publicación , la misión OSIRIS-REx es en parte un intento de continuar el trabajo de Hayabusa , ya que OSIRIS-REx estuvo muy influenciado por Hayabusa .

En la misma publicación , Lauretta señala que las dificultades de Hayabusa se debieron principalmente al conocimiento limitado de Itokawa y la simulación insuficiente del proceso de muestreo antes de tiempo. Sin embargo, OSIRIS-REx pasará casi un año caracterizando a Bennu mientras lo orbita, por lo que los científicos en la Tierra tendrán una mejor comprensión del asteroide y (lo que es más importante) de su superficie antes de tomar muestras. Mientras que Hayabusa aterrizó en Itokawa durante unos 30 minutos, OSIRIS-REx lo tocará solo brevemente.

Aunque tanto Bennu como Itokawa tienen un tamaño similar (~400-500 m de diámetro), una diferencia clave es que Bennu es un asteroide cercano a la Tierra, lo que significa que podría colisionar con la Tierra, mientras que Itokawa no lo es. Además, la forma de Itokawa se parece más a una papa ligeramente doblada, mientras que Bennu es mucho más redondeada.

ItokawaImagen de Itokawa

bennuRepresentación artística de Bennu

En cuanto a la tecnología, Hayabusa usó un arpón explosivo para lanzar partículas a su módulo de recolección. OSIRIS-REx esencialmente cubrirá el sitio de la muestra con un artilugio similar a una bandeja invertida y liberará varias ráfagas de gas nitrógeno en el regolito para levantar partículas en su módulo de recolección.

Dado que OSIRIS-REx pasará un año en órbita alrededor de Bennu, está equipado con un conjunto de telescopios/generadores de imágenes, radar, espectroscopios y gravitómetros para mantenerlo ocupado durante este tiempo. Muchos de estos instrumentos permiten análisis colaborativos e independientes de las inferencias realizadas por los otros instrumentos a bordo. Si bien Hayabusa también tenía varios instrumentos similares, no tenía tantos como OSIRIS-REx .

Puede leer sobre los instrumentos individuales en las páginas oficiales de Hayabusa (también aquí ) y OSIRIS-REx (también aquí ). Estas páginas, y los enlaces que contienen, pueden proporcionarle una gran cantidad de detalles de ingeniería e instrumentación.

Fuentes utilizadas

Excepto donde se indique, la información se tomó de las páginas de Wikipedia sobre Hayabusa y OSIRIS-REx . Parte de la información también se basó en discusiones con colegas involucrados con OSIRIS-REx .

Probablemente también valga la pena mencionar que Lockheed Martin fue el fabricante de OSIRIS-REx y NEC ayudó en el desarrollo de Hayabusa.
Un asteroide cercano a la Tierra no corre necesariamente ningún riesgo de chocar contra la Tierra. Algunos nunca cruzan la órbita de la Tierra, algunos tienen órbitas con períodos o inclinaciones que nunca los acercan lo suficiente en el futuro previsible. Bennu está clasificado como un PHA , lo que significa que su trayectoria proyectada se acerca lo suficiente como para que exista una posibilidad mínima de que pueda golpearnos, pero tanto él como Itokawa cruzan la órbita de la Tierra y son de la misma clase de NEA, Apolos .
Además, Hayabusa también ayudó en el estudio del efecto Yarkovsky.
Impresionante trabajo de @jvriesem, has hecho una comparación entre estas naves espaciales en todas las direcciones. Me interesaba sobre todo la parte tecnológica, pero mucha más información es mucho más útil. Los felicito y agradezco toda su investigación.
@Mark777: ¡Gracias por preguntar! Fue divertido aprender sobre esto. Todavía siento que no respondí completamente (dije más sobre las diferencias entre las misiones que sobre su tecnología), pero eso es todo lo que puedo hacer. :-)